无线传感器网络家居应用研究

摘　要：近年来，随着微电子、无线电通信等技术的发展，无线传感器网络也受到了学术界众多科研人员的关注，成为了当今科学研究最热门的课题之一。本文就对无线传感器的应用，特别是家居中的应用作一次简述。

关键词：无线传感器网络；应用
伴随着人们经济水平的不断提高，人们越来越要求高质量的家居生活，越来越不满足于传统的家居生活，大家崇尚的是一种更为方便，快捷的更加人性化的生活方式。因此想要提高家庭生活的质量，还得有赖于通信网络技术，通过无线传感器网络来实现现代家庭中所有家用电器的无线控制，来满足人们对家居生活的智能化的需求。随着现代近距离无线通信的飞速发展，使得人们突破了“有线”有了“无线”，少了线的束缚，家居生活将具舒适性，以及人性化。

一、初识无线传感器网络(WSN)

（1）无线传感器网络的定义

　　所谓无线传感器网络（WSN），其实就是由大量的位于监测区域内的微型传感器节点所构成的。并通过无线通信这种方式形成的一个多跳自组织网络。

（2）无线传感器网络研究概况

    于上世纪90年代末，无线传感器网络出现了。并且首次应用于军事方面。自它出现之日起，就引发了学术界的高度关注，特别是世界上许多国家的军事部门。美国的自然科学基金委员会就于03年制定了无线传感器网络研究计划，总投资3亿多美金，仅仅是为了要支持基础理论的研究工作。我国对无线传感器网络的研究也是高度重视，如国内的清华，电子科技大学，中科院等单位在本世纪初九开展了该项研究工作，也取得了一些成果。

二、无线传感器网络的家居应用

（1）基于无线传感器网络的智能家居的理念

　　家居智能化，很新颖的理念。家居智能化就是通过使用一网络将家居内的照明系统、视听系统、安全、通信系统等各种存在于家居内的系统进行连接，进行协同工作，将原本单一被动的结构转换成一个合作的团队。在无线传感器网络中，所有节点的地位都是平等的，没有预先指定的中心，是一个对等式网络。各节点通过分布式算法来相互协调，在无人值守的情况下，节点就能自动组织起一个测量网络。也正是因为没有中心，网络便不会因为单个节点的脱离而受到破坏。节点可以随时加入或离开网络，任何节点的故障不会影响整个网络的运行。当然智能家居并不是想发展就能发展起来的，它要基于无线传感器网络这个平台的，只有通过这个平台才能有智能家居的发展。

（2）基于无线传感器网络的报警系统

　　人们的生活水平在不断提高，安全防范意识也在相应提高。有越来越多的将目光投送到自己的居住环境上，如今追求的已不仅仅是家居环境的人性化和舒适化，对居住环境的安全和智能化也提出了相应的要求。一个良好的报警系统是组成智能家居生活的一个重要组成部分，它的性能的高低直接影响着整个家居环境的质量。

　　因此我们把无线传感器网络应用到了智能家居报警系统当中，由各种传感器将各种实时信息传送到控制中心，利用无线设备传播的优点来进行校正以往有线传播信息带来的诸多缺陷。笔者认为通常由无线传感器网络构成的智能家居报警系统的监控范围应该是广泛的包括：防盗；火灾；煤气泄漏、水管爆裂等一系列不安全因素。通过该家居网络人们可以随时监控和控制家居环境，实现安全监控等功能，还能通过因特网进行远程控制.基于无线传感器网络的智能家居网络主要是由若干无线传感器节点、无线执行机构、家居无线控制中心组成,其中无线传感器节点分布于需要监测的区域内,执行数据采集、处理和通信等工作;无线执行机构负责启动声光报警、摄像监控、自动喷淋等功能;家居无线控制中心处理、转发来自无线传感器节点的信息，还能够与因特网链接。对其远程控制，一旦发生了上述的事故发生情况，智能报警系统就应当发出相应的提醒信号，让户主于第一时间内采取适当的有效措施对发生的事故进行有效处理。

三、无线传感器网络在家居中应用所面临的问题

　　无线传感器网络应用于家居中带来的方便快捷感是非常诱人的，但不得不提到要实现这些所面临的问题：

　　首先，是通信的问题，无线传感器网络尽管智能快捷，但无线系统普遍存在信号不稳定的情况，信号在传输的过程中很有可能被一些障碍物所干扰，导致中断，这样势必会影响信号传输质量，因此如何稳定的通信这是个需要研究的问题。

　　其次，是一个成本问题，尽管是家居无线传感器网络系统，但也需要使用数量颇多的传感器，这样一来要完成一个家居系统得耗费多大成本？

　　最后，还需要解决电量持续供应的问题。如果仅仅是使用高效持久的电池，那么能量总会有耗尽的阶段，势必会有更换电池时而带来的空缺时段，因此无论是研发电池的无线充电还是研究传感器网络的自我能量收集功能这些都是必要的。

结语：

　　总而言之，无线传感器网络的应用前景相当诱人，它对国家和社会的意义重大。它甚至被认为是影响人类今后生活的重要技术之一。当然也给人们提出了很多新的挑战，因此想要推动这一技术的发展还要有赖于我们大家的共同努力和研讨。

参考文献：

[1]马祖长,孙怡宁,梅涛.无线传感器网络综述[J].通信学报, 2004, 25(4): 115-11

[2]孙利民，李建中．无线传感器网络[M]．北京：清华大学出版社，2005:3-6,319-352．